Сварка в медицине реферат
Обновлено: 30.06.2024
Содержание
Введение.
История создания.
Возможности, применение и перспективы.
Схема соединения костей сваркой.
Лазерный скальпель.
Применение лазерного излучения.
Аппарат для сварки мягких тканей.
Прикрепленные файлы: 1 файл
Реферат_сварка живых тканей.doc
- Введение.
- История создания.
- Возможности, применение и перспективы.
- Схема соединения костей сваркой.
- Лазерный скальпель.
- Применение лазерного излучения.
- Аппарат для сварки мягких тканей.
Ими же разработаны и способы разделения (резки), наращивания (наплавки) и замещения дефектов костей. После серии успешных операций на животных сварочная технология получила разрешение на применение в клинической практике. На сегодняшний день уже проведено более 400 операций на различных органах человека.
Достаточно широкое применение в медицине нашла высокочастотная электрохирургия. Она применяется для рассечения тканей и остановки или предупреждения кровотечений при разрезании тканей и сосудов. При этом оперируемые органы вынужденно теряют свои функции, и эти функции не восстанавливаются при выздоровлении пациента.
К решению проблемы соединения разрезанных мягких тканей с использованием методов высокочастотной электрохирургии обратился Институт электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины. При этом основными требованиями было обеспечение возможности соединения разреза живой ткани без применения шовного материала, скобок, сшивающих аппаратов, а также возможности восстановления физиологических функций свариваемой ткани и сохранение жизнедеятельности поврежденного органа. В 1993 году по инициативе академика Б.Е. Патона сотрудниками института электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины совместно с хирургами из Института клинической и экспериментальной хирургии АМН Украины и объединения "ОХМАТДЕТ" были проведены эксперименты, подтвердившие принципиальную возможность получения сварного соединения самых различных мягких тканей животных способом биполярной коагуляции. В 1996 году, были начаты систематические исследования данного способа соединения тканей. К решению этой проблемы через Международную Ассоциацию "Сварка" была привлечена американская фирма Consortium Service Management Group, Inc (CSMG,) Corpus Christi, Texas, возглавляемая г-ном Д.С.Роббинсом, которая в свою очередь привлекла к этим работам группу американских хирургов. В 1997 г. в США в г. Луисвиле в "Исследовательском центре ИНСТИТУТА Кристины М. КЛАЙНЕРТ МИКРОХИРУРГИИ РУК" украинские специалисты демонстрировали сварку мягких тканей животных специалистам США. Показательные операции в области общей хирургии и микрохирургии вызвали большой интерес.
Был создан международный коллектив по разработке проекта "Сварка мягких живых тканей", участниками которого стали ученые и специалисты вышеуказанных организаций Украины и США. В 1998 г. в Украине в Киеве в госпитале Военно-Медицинского Управления СБУ начинаются опыты по сварке тканей удаленных органов человека. Чтобы сохранить физиологические свойства ткани, эксперименты проводились непосредственно после удаления органов в клинических условиях. Этому предшествовало проведение хирургических операций с применением сварочной технологии на более 1000 экспериментальных животных (белых крыс, кроликов, собак и свиней). Эти работы проводились в Киеве в экспериментальном отделе Института хирургии и трансплантологии АМН Украины.
Для того чтобы сварочная технология могла найти широкое клиническое применение в хирургической практике, необходимо располагать убедительными данными по воспроизводимости положительных результатов применения сварочной технологии. Такие данные могут быть получены только на животных. Эвтоназия прооперированных животных в различные послеоперационные сроки и изучение препаратов сварных соединений может открыть картину заживления и восстановления ткани, подвергшейся тепловому воздействию. С этой целью была проведена экспериментальная работа на большой группе животных (крысы, кролики, собаки, свиньи) с последующими гистологическими исследованиями препаратов в различные послеоперационные сроки (14, 30, 60, 90 и 180 суток). Основными послеоперационными критериями оценки воспроизводимости качественного сварного соединения принимались: воспаление, эпителизация, утолщение стенки и деформация стенки. Оценка применения сварочной технологии производилась при операциях на кишечнике, печени, желчном пузыре. Анализ экспериментальных данных позволил сделать вывод о том, что на 30 сутки после операции стабильно наблюдается отсутствие процессов воспаления. Приводятся отдельные фрагменты структур ткани препаратов, исследуемых в различные послеоперационные сроки.
В результате проведенных экспериментов были отработаны следующие методики применения сварочной технологии при операциях на свиньях:
- с помощью биполярного сварочного пинцета достигается соединение продольных разрезов серозной и подслизистой оболочек, мышечной ткани участка толстой кишки точечным сварным швом с достижением полной герметичности;
- достигается формирование циркулярного анастомоза толстой кишки наложением однорядного серозного сварного шва. Полная герметичность сварного шва подтверждается послеоперационным вскрытием через три месяца после эксперимента. При этом место наложения сварного шва определяется с трудом;
- достигается герметичное сварное соединение продольного разреза желчного пузыря. С помощью сварочного биполярного пинцета формировался точечный сварной шов длиной 6-7 мм.
Совокупность экспериментов на контрольной группе животных (свиньях), а также экспериментов на удаленных и удаляемых органах человека по применению сварочной технологии в общей хирургии, показавших воспроизводимость получения положительных результатов, дали основание Министерству охраны здоровья Украины выдать свидетельство о государственной регистрации применения сварочного оборудования в медицинской практике.
Это позволило в госпитале Военно- Медицинского Управления СБУ совместно с учеными и специалистами института электросварки им. Е.О. Патона НАНУ провести клиническое освоение способа сварки в области общей хирургии и гинекологии.
К настоящему времени клиническое освоение сварочной технологии при инженерном сопровождении специалистами института электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины проводится также в Институте хирургии и трансплантологии и институте нейрохирургии АМН Украины, в отделении хирургии Киевской городской клинической больницы №1 и в отделении политравмы Киевской городской клинической больницы №17.
На данный период времени проведено более 1500 операций на различных органах человека. Ни в одном из случаев применения нового сварочного медицинского оборудования не было послеоперационных осложнений или кровотечения. На способ сварки живой ткани, включая автоматизированное сварочное медицинское оборудование и инструменты, получены патенты Украины США и Австралии.
Сущность метода и его преимущества.
Прежде всего, следует сказать, что высокочастотная хирургия применяется в медицине достаточно широко. Например, для рассечения тканей, остановки или предупреждения кровотечения при разрезании тканей и сосудов. Однако при этом в зоне действия электротока возникает ожог и омертвение ткани.
При применении технологии патоновцев ничего подобного не наблюдается. Схематически процесс сварки можно описать следующим образом. С помощью биполярного сварочного зажима (или пинцета) хирург соединяет рассеченные слои ткани. В момент, когда он сжимает захваченные края, под воздействием высокочастотного электротока, подаваемого по заданной программе, и происходит процесс сварки. На это уходят десятые доли секунды. Затем захваченная ткань освобождается, и процесс повторяется до полного закрытия раны.
В Институте электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины определены условия образования сварного соединений ткани токами высокой частоты и разработан удовлетворяющий этим требованиям сварочный комплекс, в состав которого входит энергетический блок, состоящий из источника питания (высокочастотного коагулятора) с системой управления и специально созданным для этой цели программным обеспечением, подсоединяемых к источнику питания биполярных сварочных медицинских инструментов (пинцетов, зажимов и лапораскопов) и специальных сборочных приспособлений. Система управления процессом сварки действует на основе обратных связей.
Источник питания подключается к сети с напряжением 220 В, частотой 50 Гц.
Максимальная мощность до 500 ВА.,
Максимальное напряжение 280 В,
Максимальная частота 440 Гц,
Габариты порядка 300 х 160 х 220 мм,
Вес 16 кг.
Чтобы восстановление физиологической функции разрушенного органа протекало быстро и не влекло за собой осложнений, тепловое вложение должно быть минимальным, но достаточным для образования соединения. В связи с этим требования к управлению процессом сварки существенно повышаются. В то же время важно, чтобы процесс управления был простым для хирурга. Его внимание не должно отвлекаться на настройку аппаратуры и это не должно приводить к потере времени. С этой целью создана и успешно применена адаптивная система автоматического управления процессом сварки.
— В опытах на большой группе животных мы сравнивали действие сварки с обычными, т. н. традиционными методами соединения тканей, — рассказывает профессор Юрий Фурманов. — Если в случае использования шовных материалов через месяц после операции на толстом кишечнике легко находили места соединения ткани, то обнаружить их там, где применялась сварочная технология, было просто невозможно. Мы даже делали во время операций специальные метки (цветным шовным материалом), чтобы затем найти места соединений — рубцы были очень тонкие, я бы даже сказал элегантные, практически незаметные.
Но, понятное дело, не только в эстетике заключается преимущество новой технологии. Применяемые сегодня методы соединения тканей имеют существенные недостатки, о которых хорошо знают специалисты. Среди них — и развитие воспалительного процесса в тканях, и наличие в оперируемом органе постороннего материала со всеми возможными негативными последствиями, и угроза проникновения инфекции, и т. п., что негативно сказывается на результатах оперативного вмешательства. При применении сварочной технологии, по свидетельствам хирургов, не зафиксировано ни одного случая послеоперационных осложнений; достигается полная герметизация соединения в месте сварного шва и обеспечивается асептичность; значительно сокращаются кровопотери, время проведения операции, а также время нахождения больного под наркозом. Ну и, понятно, отпадает необходимость в шовном материале, клипсах и других хирургических инструментах.
А ведь сколько усилий нескольких поколений исследователей- клиницистов было направлено на создание этих самых шовных материалов, клеев, степлеров и т. п.! Вместе с тем и сегодня нельзя считать, что проблема решена. Наоборот, она обрела еще большую актуальность в связи с широким внедрением в клиническую практику новых методик, таких как лазерная хирургия, лапароскопия и др.
Привлекательность новой хирургической технологии уже успели оценить специалисты. На сегодня в клинических условиях получены отличные результаты при оперативных вмешательствах на внутренних органах (кишечнике, желудке, печени), при гинекологических восстановительных операциях. Метод доказал свою незаменимость при лапароскопических операциях, например, на желчном пузыре, когда с помощью пинцетика с электродами одной манипуляцией достигается быстрая и надежная герметизация его стенки. И никаких следов хирургического вмешательства!
Проведенные испытания на прочность сварных соединений на удаленных полых органах человека показали, что:
- Культя тонкой кишки, образованная точечным сварным швом с помощью биполярного пинцета выдерживает более 2 атм. (1500 мм.рт.ст).
- Соединение продольного разреза тонкой кишки, полученное с помощью точечного сварного шва выдерживает давление до 240 мм.рт.ст.
- Сварной шов продольного разреза тонкой кишки выполненный одномоментной сваркой с помощью биполярного зажима выдерживает давление до 260 мм.рт.ст.
- Телескопическое соединение большой подкожной вены полученное с помощью двух моментной сварки выдерживает давление до 4,00 атм. (3000 мм.рт.ст.).
- Соединение продольного разреза большой подкожной вены выполненное точечным сварным швом выдерживает давление до 2,00 атм. (1500 мм.рт.ст.).
Установлено принципиальное отличие воздействия на живую ткань процесса сварки по сравнению с широко применяемым процессом коагуляции. Процесс коагуляции вызывает ожег и омертвление ткани в месте воздействия нагрева в то время, как при применении сварочной технологии достигается значительно меньшее травмирование тканей и отсутствие ожогов, что подтверждается морфологическими исследованиями, а также отсутствием в процессе сварки выделения дыма и неприятного запаха. Исключается поражение ткани в месте сварки, что способствует более быстрому и легкому заживлению ткани прооперированного органа, восстановлению его морфологической структуры и функций.
Освещены вопросы применения сварки в технике, медицине. Рассмотрены достоинства и перспективы применения сварки в медицине.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| na_segodnyashniy_den_svarochnye_raboty_ohvatili_bolshuyu_oblast_promyshlennosti.docx | 527.32 КБ |
Предварительный просмотр:
Методическая разработка на тему
Выполнили обучающиеся гр №33
Перепечаев Максим; Петров Сергей
Руководитель: Шахбанова В.И.
- Пояснительная записка
- Необычный способ сварки
- Как это работает?
- Чем хороша сварка живых тканей?
5. Универсальная технология
6. Как это происходит
8. Планы на будущее
9.Изобретение и применение
10.Примеры операций на человеке
12.Сравнение с ультразвуковой хирургией
13.Перспективы использования
На сегодняшний день сварочные работы охватили большую область промышленности. Кроме резки и сварки различных металлических изделий, её начали применять и на живых тканях. Сварка живых мягких тканей применяется в хирургии, во время операций.
Сварочные технологии победно шагают по земле, в подводном мире и космосе. Сварка начинает свой путь в медицине. Она успешно применяется для соединения поврежденных тканей человека и восстановления жизнедеятельности его органов.
Специфические условия, в которых производятся сварка, резка или напыление различных изделий, привели к разработке уникального оборудования, а также способов выполнения сварочных работ на земле, под водой и в космическом пространстве. Сегодня накоплен достаточно большой опыт применения сварочных технологий мягких живых тканей во время хирургических операций.
Необычный способ сварки
Поистине уникальным событием стала разработка технологии соединения и разъединения живых тканей.
Перед тем как сварку живых тканей внедрили в современную медицину, провели немало экспериментов. И только после этого было дано разрешение на применение сварки в ведущих медицинских учреждениях страны.
Применение этой технологии позволило не только соединять живую ткань, но и резать её, а также перекрывать сосуды.
Первый раз, такую технологию применили для герметизации перфоративного отверстия жёлчного пузыря. Это произошло в конце прошлого века.
Эта технология отлично показала себя на практике, поэтому на сегодняшний день сварка живых тканей успешно применяется в разных областях медицины.
Как это работает?
Можно описать процесс схематически. Берётся инструмент для сварки, сопоставляются поверхности тканей, которые необходимо соединить. После этого хирург зажимает аппарат и с помощью специальных сварочных электродов происходит сварка живых тканей. После того как сварка окончена, отключается энергия, которая подавалась на электроды и освобождается соединённая ткань. Таким образом, хирург полностью закрывает рану.
Для того чтоб разрушенный орган быстро восстановился после проведённых сварочных работ, напряжение при сварке должно быть минимальным, но достаточным, чтоб произошло соединение. Для того чтоб все настройки были автоматические и не отвлекали хирурга от процесса операции, создали специальную систему управления аппаратом.
Чем хороша сварка живых тканей?
Кроме сварки живых тканей, применяется ещё коагуляция. Однако после неё могут появиться ожоги, а ткани после нагрева отмирают. Сварка, действует, намного милосердней, на живые ткани. При использовании этой технологии отсутствует дым и неприятный запах жжёной плоти.
Этот способ соединения ткани, благоприятно влияет на здоровье пациента и хирурга, когда он сталкивается с инфицированными больными. Так как сварка не травмирует соединяемые ткани органа, он начинает быстрее приходить в норму после проведённой операции. В медицине не были зафиксированы случаи осложнений после применения сварочной технологии на живых тканях.
В декабре 2001 г. на расширенном заседании ученого совета Министерства здравоохранения с участием президента НАН Украины академика Б.Е. Патона, президента АМНУ академика А.Ф. Возианова, директоров многих академических институтов и ученых в области медицины было принято решение распространить клинический опыт применения новой хирургической технологии на ведущие медицинские учреждения страны. Особенностью данной технологии является универсальность ее применения в хирургии. Так, она позволяет, используя один сварочный комплекс, осуществлять коагуляцию, перекрытие сосудов до 10 мм, пересечение тканей, в том числе мышечной, сосудистой, паренхиматозной, в частности легочной, связок и пр, а также с минимальными кровопотерями получать герметичные и достаточно прочные соединения разрезов ткани продольными и кольцевыми сварными швами с помощью пинцетов и специальных зажимов.
Первую операцию с применением электросварочных технологий на базе Института хирургии и трансплантологии АМН Украины провели в 1999 г.: загерметизировали перфоративное отверстие желчного пузыря
Таким образом, метод высокочастотной сварки тканей продемонстрировал свою эффективность и успешно применяется в медицинской практике уже более 10 лет. За это время освоено более 150 различных хирургических методик и успешно выполнено около 100 тыс. операций в таких областях медицины, как общая и хирургия, травматология, пульмонология, проктология, урология, маммология, оториноларингология, гинекология, офтальмология и пр.
Как это происходит
Схематически основные явления, происходящие при сварке мягких тканей, можно описать следующим образом. С помощью сварочного инструмента ткани сопоставляют их поверхностными слоями. Затем хирург сжимает свариваемый участок ткани с помощью электродов сварочного инструмента и включает источник сварного тока. Образование сварного соединения основано на эффекте электротермической денатурации белковых молекул. После завершения программы управления процессом сварки и отключения энергии захваченная ткань освобождается, затем процесс повторяется до полного закрытия раны.
Чтобы восстановление физиологической функции разрушенного органа протекало быстро и без осложнений, тепловое вложение должно быть минимальным, но достаточным для образования соединения. В связи с этим требования к управлению процессом сварки существенно повышаются. В то же время важно, чтобы процесс управления был простым для хирурга, который не должен отвлекаться и тратить время на настройку аппаратуры. С этой целью создана и успешно применяется система автоматического управления процессом сварки.
Кроме того, исключается поражение ткани в месте сварки, что способствует более быстрому и легкому заживлению прооперированного органа, восстановлению его морфологической структуры и функций. В послеоперационный период не отмечали осложнений, которые можно было бы связать с применением сварочной технологии.
Как известно, применяемые сегодня методы соединения тканей имеют существенные недостатки, среди которых — развитие воспаления, инфекционных процессов, в частности формирование абсцессов в брюшной полости. При сварке тканей обеспечиваются полная герметизация соединения (сварного шва) и асептичность. Это подтверждают микробиологические исследования.
Изобретение и применение
Способ электросварки мягких тканей был предложен Институтом электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины . Идея разработки принадлежит академику Борису Патону , под руководством которого работает коллектив специалистов инженерного и медицинского профиля. По его инициативе в 1993 году сотрудники Института электросварки совместно с хирургами Института клинической и экспериментальной хирургии (ныне — Институт хирургии и трансплантологии) и больницы "Охматдет " провели эксперименты, которые подтвердили принципиальную возможность получения сварного соединения различных мягких тканей животных способом биполярной коагуляции. Начались исследования этой технологии в экспериментальном отделе Института хирургии и трансплантологии в 1992 году.
Совокупность экспериментов на контрольной группе животных (свиньях), а также на удаленных и извлекаемые органах человека по применению сварочной технологии в общей хирургии, показавших воспроизводимость получения положительных результатов, служила основанием для издания Министерством здравоохранения Украины свидетельства о государственной регистрации применения сварочного оборудования в медицинской практике на 2001—2004, 2005—2010 и 2011—2015 годы. Это позволило провести освоение способов сварки мягких тканей в более 80 клиниках Украины и России для применения в различных отраслях общей хирургии, а также разработать более 130 методик оперативного вмешательства. На сегодня по этой технологии было проведено более 80 000 операций на различных органах человека. Технология разрешена к клиническому использованию в России, на Украине, в Белоруссии и др. странах.
В 2004 году коллективу авторов проекта во главе с академиком Борисом Патоном была присуждена Государственная премия Украины в области науки и техники.
Примеры операций на человеке
С использованием электросварочной технологии в клинических условиях могут быть проведены следующие операции:
- получение прочного соединения с совершенной герметичностью при закрытии просвета в мочеточнике ;
- наложения шва на желудок без угрозы попадания его содержания в живот;
- герметичная сварка кишки;
- восстановление непрерывности слизистой носовой перегородки;
- удаление гланд;
- косметические операции на молочных железах, нижних и верхних конечностях.
Схематично процесс сварки мягких тканей состоит из:
- соединяемые слои ткани накладывают друг на друга поверхностными слоями;
- хирург сжимает свариваемый участок ткани электродами сварочного инструмента и включает источник тока;
- после выполнения программы управления процессом сварки и отключения энергии, захваченная ткань освобождается, а процесс повторяется до полного закрытия раны.
Чтобы восстановление органа проходило быстро и не несло осложнений, тепловое вложение должно быть минимальным, но достаточным для образования соединения. В связи с этим требования к управлению процессом сварки значительно повышаются. Для упрощения задачи хирурга в управлении процессом сварки создана система автоматического управления. Температура в зоне сварки - 60-70 ° C.
В результате проведенных экспериментов были отобраны методы применения сварочной технологии в операциях на свиньях:
- соединение с помощью биполярного сварочного пинцета продольных разрезов участка толстой кишки точечным сварным швом с достижением полной герметичности;
- формирование циркулярного анастомоза толстой кишки (полная герметичность сварного шва подтверждена послеоперационным вскрытием за три месяца эксперимента)
- герметичное сварное соединение продольного разреза желчного пузыря - сформирован точечный сварной шов длиной 6-7 мм.
Клинически этот способ нашел применение, как в хирургической эндоскопии, так и в лапароскопии.
Сравнение с другими хирургическими методами
По сравнению с традиционными методами хирургии использования электросварки позволяет сократить время операции (в некоторых случаях - до 60 мин) и потери крови (на 200-300 мл). Швы после сварки легче заживают, в совокупности это все приводит к уменьшению расходов на лекарственные препараты, в том числе на наркотические средства.
Отсутствие шовных материалов в месте операции в свою очередь затрудняет возникновение воспалительного процесса и угрозы возникновения инфекций. При применении сварочной технологии, по свидетельству хирургов, не зафиксировано ни одного случая послеоперационных осложнений; достигается полная герметизация соединения в месте сварного шва и обеспечивается асептичность. В то же время метод сварки позволяет экономить на шовных материалах.
Большое преимущество электросварки дает в лапатоскопии, поскольку в этом случае наложить швы гораздо сложнее, чем в открытой хирургии.
Сравнение с ультразвуковой хирургией
В некоторых случаях (например, в операциях на печени) электросварка позволяет заменить дорогие и сложные в обращении ультразвуковые скальпели.
Планируется сертифицировать и производить аппараты для сварки живых ткани в Китае. Этим направлением, в частности, занимается Китайско-украинский институт сварки им. Е. О. Патона, созданный в 2011 году.
Список используемой литературы
2. Сварка. Том 1. Развитие сварочной технологии и науки о сварке. Технологические процессы, сварочные материалы и оборудование. Комов В.В ,2015. - 536 с.
2. Сварка. Том 2. Теоретические основы сварки, прочности и проектирования. Сварочное производство. Комов В.В,2015. - 494 с.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Сварочное искусство – высокочастотная сварка и резка живых тканей
студент группы СП-3: Половик Е.,
научный руководитель: Азимова С.В.
Ключевые слова: сварка в медицине, высокочастотный электрокоагулятор, плазмотрон, в таких областях медицины, как общая и абдоминальная хирургия, травматология, пульмонология, проктология, урология, маммология, оториноларингология, гинекология, офтальмология и пр. Ультразвуковая наплавка костных тканей, ультразвуковая сварка мягких биологических тканей, присадочного материала.
Сварка в медицине – это когда соединяемые ткани сводятся с поверхностными слоями с использованием сварочного инструмента, затем свариваемый участок сжимается электродами и включается источник тока. Когда программа выполнена, ткань освобождается. Процесс повторяется до тех пор, пока рана не будет полностью закрыта.
Идея сварки живых тканей зародилась в коллективе электросварки им. Е А. Патона. В научных кругах Борис Евгеньевич Патон известен своими новаторскими и изобретательными идеями.
Немного истории:
Первые свидетельства применения высокочастотного электрокоагуляционного оборудования в медицине зафиксированы около 100 лет назад. Исследования методов сварки и родственных технологий в разных областях медицины и ветеринарии, начатые в 1993 году Институтом электросварки им. Е. О. Патона, показали принципиальную возможность бескровного разъединения и соединения разреза живой ткани. Так начало развиваться новое направление медицины – электрохирургия 1, 2 .
В 1996 году начались систематические исследования данного способа соединения тканей.
Борис Евгеньевич Патон
Сварочные технологии победно шагают на земле, в подводном мире и космосе. Сварка начинает свой путь в медицине. Она успешно применяется для соединения поврежденных тканей человека и восстановления жизнедеятельности его органов. /Б.Е. Патон/.
Область применения:
Внедрению сварочных технологий в медицинскую практику предшествовали многочисленные операции на кишечнике, печени, желчном пузыре у различных групп животных (крысы, кролики, собаки, свиньи), а также эксперименты на удаленных и удаляемых органах человека. Таким образом, метод высокочастотной сварки тканей продемонстрировал свою эффективность и успешно применяется в медицинской практике уже более 10 лет. За это время освоено более 150 различных хирургических методик и успешно выполнено около 100 тыс. операций в таких областях медицины, как общая и абдоминальная хирургия, травматология, пульмонология, проктология, урология, маммология, оториноларингология, гинекология, офтальмология и пр.
Аппарат для сварки живых мягких тканей
Сварочная технология меньше травмирует ткань, не вызывает ожога и неприятного запаха, происходит быстрое заживление ткани и восстановление функций прооперированного органа.
Рассмотрим некоторые исследования:
Разработаны способы разделения (резки), наращивания (наплавки) и замещения дефектов костей.
Ими же разработаны и способы разделения (резки), наращивания (наплавки) и замещения дефектов костей. Постановкой тонких и остроумных экспериментов было установлено, что в костях человека имеются большие внутренние самоуравновешивающие напряжения. Они способствуют повышению прочности костей, но также способствуют их хрупкости.
Рис. 1 Схема процесса ультразвуковой сварки (а) и резки костных тканей (б):
1 – ультразвуковой генератор; 2 – акустический узел; 3 – волновод; 4 – подача сварочной смеси; 5 – костная ткань; 6 – инструмент для ультразвуковой резки.
В зону соединения подается жидкий этил, смешанный с костной стружкой и другими компонентами.
Специальным устройством – волноводом ультразвуковых колебаний – вводится ультразвуковая энергия в подаваемую смесь. Это активизирует сложные физико-химические процессы: ускоряет проникновение присадочной смеси в костную ткань, химическое взаимодействие компонентов смеси с коллагеном кости. В результате образуется твердый сварной шов, причем без существенного нагрева тканей.
Полученное соединение является временным – оно удерживает биологические ткани на период естественных процессов их регенерации, вплоть до полного замещения новообразующиеся тканью. Подобным же образом осуществляется и ультразвуковая наплавка костных тканей для восстановления их целостности и размеров. Ультразвуковая сварка мягких биологических тканей осуществляется без какого-либо присадочного материала 3 .
При правильном выборе параметров ультразвуковых колебаний и методов их введения в зону соединения тканей получается сварной шов, обладающий достаточной механической прочностью, способный к последующей регенерации. Производительность ультразвукового резания значительно выше, и оно менее травмоопасно, чем традиционные методы.
Определены и созданы условия для образования сварочного (сварного) соединения тканей токами высокой частоты и создан соответствующий этим требованиям сварочный комплекс. Аппарат для сварки мягких тканей состоит из источника питания и управляющего компьютера. Компьютер не только управляет источником питания, но и адаптирует процесс сварки к конкретным свойствам тканей соединяемых участков разреза.
Рис. 2 Оборудование и инструмент для сварки живых тканей: а – высокочастотный сварочный источник питания; б – медицинский сварочный пинцет; в – лапароскопический зажим ложка; г –зажим, пинцет.
С помощью набора медицинских сварочных инструментов и сборочно-сварочных приспособлений можно заваривать кровеносные сосуды; сваривать большие массивы ткани (одномоментная сварка кишечника, удаление части легкого с одновременной заваркой его краёв, удаление опухолей с одномоментной остановкой кровотечения); резать ткани с одновременным перекрытием мелких сосудов.
Рис.2 Сваривающий высокочастотный электрокоагулятор ЕК-300М1 для сварки живых тканей
Высокочастотный электрокоагулятор ЕК-300М1 предназначен для соединения (сваривания), коагуляции и рассечения мягких биологических тканей при проведении хирургических операций.
Источника питания подключается к сети с напряжением 220В, частотой 66 Гц. Максимальная мощность – до 300 ВА; максимальное напряжение – 280 В; максимальная частота – 440 Гц; габариты – 300×160×220мм; масса – 16 кг.
Аппараты серии ЕКВЗ-300 ПАТОНМЕД это универсальные многофункциональные аппараты для ВЧ сварки и обработки живых тканей, которые успешно применяются на практике и могут быть рекомендованы для широкого применения в хирургии и ветеринарии.
Плазменный скальпель работает без износа несколько тысяч часов. Нельзя не упомянуть еще об одном инструменте сварщиков – лазере, успешно применяемом медиками. Во многих клиниках лазерное излучение используется для диагностики и лечения различных болезней путем воздействия на биологически активные точки человека. Широко известно и применение миниатюрных лазерных установок для приварки отслаивающейся сетчатки глаза ко дну глазного яблока.
На сегодняшний момент выданы патенты на метод сварки живых мягких тканей, включая специальное автоматизированное сварочное оборудование и электроды, медицинские инструменты в таких странах, как Украина, США, Россия, Австралия и в ряде других ведущих стран мира.
Технология сварки:
Соединяемые слои ткани при помощи сварочного инструмента вводятся в соприкосновение своими поверхностными слоями. Далее хирург сжимает свариваемый участок ткани с помощью электродов сварочного инструмента и включает источник сварочного тока. После выполнения программы управления процессом сварки и отключения энергии, захваченная ткань освобождается, затем процесс должен повторяться до полного закрытия раны 4 .
Рис.3 Биполярные инструменты для ВЧ сваркиживыхтканей
С помощью биполярного сварочного пинцета соединение продольных разрезов участка толстой кишки точечным сварным швом с достижением полной герметичности. Полная герметичность сварного шва подтверждена послеоперационным вскрытием через три месяца после эксперимента. При этом место наложения сварного шва определялось с трудом.
В настоящее время на аппаратах, созданных в ИЭС им. Е.О. Патона выполняется в среднем от 15 до 20 тысяч операций в год, проведено более 80000 операций на различных органах человека. При применении нового сварочного медицинского оборудования не было послеоперационных осложнений или кровотечения. Накопленный опыт показывает, что применение сварочной технологии обеспечивает получение внешне привлекательного шва, тонкого, ровного, изящного, не деформирующего орган, не уменьшающего просвет полых органов. Достигается полная герметизация соединения в месте сварочного шва и обеспечивается асептичность 4 , 5 .
Преимущества:
Использование сварочной технологии обеспечивает упрощение техники выполнения хирургической операции.
Результаты клинического применения способа сварки свидетельствуют о возможности уменьшения послеоперационных болей, простоте и безопасности применения разработанного оборудования.
Практически не используются шовный материал, клипсы, поскольку соединение происходит за счет родного материала свариваемого органа.
Сокращение длительности операции 20-50% и восстановительного периода приводит к уменьшению расходов на лекарственные препараты. В том числе и на наркотические средства.
Возможность проведения хирургического лечения больным, которые раньше считались неоперабельными. Быстрая и полноценная послеоперационная реабилитация.
Возможность проведения новых операций, недоступных для выполнения другими способами 4 .
Достижения сварки в медицине:
Разработаны сплавы с памятью формы на основе титана и никеля, в которой температурный диапазон фазового превращения отвечает условиям безопасного медицинского применения.
Разработаны конструкции и изготовлены имплантаты и инструменты из этих сплавов, экстракторы, скобки и др. успешно испытаны в клиниках. Экстрактор новой конструкции с дополнительным нагревом до температуры примерно 40 0 С успешно опробован в операциях.
Разработаны скобки, изготовленные из сплава с памятью формы, применяются для соединения обломков костей при операциях как опорно-двигательного аппарата, так и при черепно-мозговых и стоматологических операциях. Разработана новая технология сварки сосудов и других предварительно разрезанных мягких тканей животных и человека тканей без использования ниток, металлических скоб, клеев-припоев и т.п.
Основные особенности новой технологии:
исключение излишнего перегрева ткани за счет системы автоматического управления процессом сварки, действующей на основе обратных связей;
электроды, подводящие ток и сжимающие ткань, выполнены из хорошо полируемого и достаточно твердого материала, обладающего наиболее высокой теплопроводностью 5.
В настоящее время техника сварки мягких тканей находится в стадии широкого клинического освоения. Постепенно расширяются области ее применения, совершенствуются методики выполнения операции с учетом особенностей сварки тканей.
По мнению ученых, данный метод весьма перспективен и при трансплантации различных органов. Наряду с признанным мировым приоритетом технологии высокочастотной сварки живых мягких тканей высокую медико-техническую оценку получила конвекционно-радиационная термохирургическая аппаратура для остановки кровотечений, санации инфицированных и хронических гнойных ран в стационарных и полевых условиях. Очевидно, что сочетание остановки кровотечения и санации раны определяет широкие возможности ее применения в военно-полевой хирургии, медицине катастроф, больницах скорой помощи. Чрезвычайно перспективным представляется использование новой техники в ветеринарии – как для проведения хирургических операций, так и осуществления санитарной обработки городов (стерилизация бродячих животных). В будущем аппараты для сварки и термоструйной обработки живых тканей должны стать неизменным атрибутом каждой операционной.
Благодаря усилиям учёных и специалистов в области электросварки и медицины принесут большие успехи в хирургии, диагностике, новые конструктивные решения при создании медицинского оборудования и инструментария, разработке новейших материалов для протезирования 4, 6.
Сварка нашла своё применение в медицине. Этот процесс удивляет не только специалистов и хирургов, но все человечество, что способствует быстрому заживлению и облегчению проведения операций.
В последние десятилетия неизменный интерес вызывает сварка в качестве метода проведения различных хирургических операций.
Широко распространена лазерная сварка в офтальмологии и стоматологии. Сварка в хирургии применяется в виде высокочастотной электрохирургии. С ее помощью во время операций рассекают ткани, останавливают или предупреждают кровотечения, когда делаются разрезы. Сварка потребовалась для соединения в месте разрезания. При этом не должны применяться материалы для швов, скобки, сшивающие аппараты.
Ученые-медики работали над тем, чтобы сварка давала возможность восстановить физиологические функции соединяемой с ее помощь ткани и сохранить функциональность поврежденного органа. В 90-х годах проводились соответствующие эксперименты на животных и необходимые исследования. Операции со сварочными технологиями были проведены на более чем тысяче кроликов, собак, белых крыс и свиней. Затем сварка начала проводиться для соединения тканей удаленных человеческих органов.
В результате был создан комплекс для сварки живой ткани с высокочастотным источником питания и компьютеризированной системой управления со специальным программным обеспечением. Сама сварка проходила с помощью уникальных сварочных медицинских инструментов. Для быстрого восстановления функций оперируемого органа следовало добиться минимального теплового воздействия, необходимого для формирования соединения. Поэтому такая сварка должна проходить таким образом, чтобы хирург не отвлекался на технические проблемы. Для этого процесс сваривания осуществлялся с помощью гибкой автоматизированной управляющей системы.
В результате данное сварочное оборудование прошло государственную регистрацию для применения в медицинской практике. Не установлено ни одного случая осложнений после операций с его применением. Такой метод соединения ткани живого организма, включая медицинское оборудование и инструментарий, запатентован во многих странах.
Читайте также: